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石家庄平原区是我国小麦主产高产区,也是华北平原浅层地下水超采最为严重地区,气候变化和人类活动对地下水流场变化都有明显影响。自1972年发生区域性特大干旱以来,该区地下水开采量不断增大,累计超采量已超过180亿m3,地下水位埋深已由20世纪60、70年代的10-15m,下降至目前的25-50m,地下水流场已由自然状态演变为“自然-社会”二元影响状态,纵向径流不断减缓,垂向水分通量交换不断增强,对当地供水安全产生明显影响。因此,开展本研究具有重要现实意义。本文采用水循环理论和小波变换、地下水系统水量平衡及相关分析等研究方法,基于石家庄平原区近50年来气象、水文、农业灌溉和地下水动态相关资料,以及应用MPI-ESM-MR大气环流模式预测2011-2060年期间降水量和气温等数据,开展了石家庄平原区地下水流场演变特征及其时间尺度效应研究,揭示了该区地下水流场演变与气候变化和人类活动之间关系与机制,预测了不同气候情景下未来50年地下水位变化趋势。主要进展和创新研究成果：(1)发现：近50年以来随着人类活动影响强度变化,石家庄平原区地下水流场演变呈现4个阶段性特征。①在超采初期,地下水位下降速率0.38m/a。②在地下水漏斗形成阶段,地下水位加速下降,达0.69m/a。③在地下水严重超采阶段,地下水位下降进一步加剧,平均下降速率1.03m/a。④在地下水压采严管阶段,因采取压减开采量和严格管理措施,地下水位下降速率明显减缓,由前期的1.03m/a减小为0.74m/a。(2)研究表明,石家庄平原区地下水流场演变存在尺度效应。采用1年时间尺度研究,地下水流场演变阶段性较难厘清；采用4-5年、12年或更长时间尺度研究,存在地下水流场演变阶段性特征不同程度的概化情况。采用2-3年时间尺度研究,能够清晰的展现近50年以来石家庄平原区地下水流场演变过程中各个阶段特征。(3)通过石家庄平原区地下水流场演变主导因素识别研究,查明在1980年(漏斗形成阶段)之前,开采等人类活动影响强度小于43.45%；在严重超采阶段,开采等人类活动影响强度达55.1%；在压采严管阶段,开采等人类活动影响强度53.47%。降水量枯丰变化对地下水流场有明显影响,1972年以来石家庄地区降水偏枯频发,以至超采初期降水量变化影响强度19.19%、漏斗形成阶段20.62%、严重超采阶段21.19%和压采严管阶段24.30%。(4)应用统计降尺度模型、水量平衡原理等研究方法,对石家庄平原农业区未来50年现状气候条件及大气环流模式MPI-ESM-MR下RCP4.5气候情景地下水流场的演变趋势进行了预测。结果表明：现状气候条件300mm、240mm和210mm三种灌溉强度条件下,未来50年地下水位年均下降幅度分别为1.74m、0.79m和0.41m。RCP4.5气候情景较现状气候条件地下水位的下降幅度有不同程度的缩小,三种灌溉定额条件下分别为1.58m、0.67m和0.33m。